Difusão e cinética de decomposição do ozônio no processo de fumigação de grãos de milho (Zea mays) - Santos, Joseane Erbice dos (2008)
A necessidade de encontrar alternativas para o controle de insetos-praga estimula o desenvolvimento de pesquisas visando à obtenção de novos métodos e técnicas que possibilitem a manutenção e preservação da qualidade dos produtos. Uma das alternativas é a utilização da atmosfera modificada, empregando-se o gás ozônio (O3) como fumigante. O ozônio é um forte agente oxidante e biocida, que pode ser gerado por meio de uma descarga elétrica, descartando-se a necessidade de manipulação, armazenamento ou eliminação de embalagens. Este trabalho foi desenvolvido com os objetivos de analisar a concentração residual do gás ozônio depois da fumigação de grãos de milho; determinar o tempo necessário para a saturação e modelar a cinética de decomposição do gás ozônio na massa de grãos; avaliar o efeito da saturação nas características fisiológicas dos grãos; e determinar o coeficiente efetivo de difusão, considerando-se os processos de difusão e decomposição do O3. O gás ozônio foi obtido por um gerador desenvolvido pelo Departamento de Física do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Para determinar a cinética de decomposição, foram utilizadas três amostras de 1 kg de grãos de milho, com teor de água em média de 12,8% b.u. Cada amostra foi acondicionada em um recipiente de vidro com capacidade para 3,25 L e submetida à atmosfera modificada com 100 ppm do gás ozônio, a uma vazão de 4,6 L min-1. A concentração residual de O3 foi medida em intervalos regulares de tempo até que se mantivesse constante, o que indicava o estado de saturação do sistema O3-milho. A cinética de decomposição foi determinada a partir da saturação da massa porosa de grãos pelo gás, acompanhando a variação da concentração em função do tempo. O estudo de cinética de decomposição do O3, para grãos previamente saturados, foi realizado testando-se os modelos de cinética de ordem zero, de primeira e segunda ordens e de ordem dois terços. Determinou-se o teor de água do produto e, para avaliar as características fisiológicas, efetuaram-se os testes de potencial de germinação e de condutividade elétrica. O coeficiente efetivo de difusão foi determinado, utilizando-se três amostras de 1 kg de grãos de milho acondicionados em uma coluna cilíndrica em aço inox acoplada a uma câmara de gás, e o método utilizado foi uma adaptação da célula de diafragma. Posteriormente, desenvolveu-se um modelo de difusão considerando o regime estacionário no meio poroso. Na determinação da concentração residual do ozônio, tanto para a cinética de decomposição quanto para o coeficiente efetivo de difusão, o gás era absorvido em uma solução acidificada de iodeto de potássio, e o iodo liberado era titulado com tiossulfato de sódio, utilizando-se suspensão de amido como indicador. Aos dados de concentração residual de ozônio, foi ajustada uma função do tipo exponencial, e o modelo que melhor se ajustou aos dados de cinética de decomposição foi o de primeira ordem. A constante de taxa de decomposição (k), que é dada pela inclinação da reta, foi de 0,1243 min-1, e o tempo de meia vida, que evidencia a interação do sistema O3-milho, foi de 5,57 min. A análise dos dados e a interpretação dos resultados permitiram concluir que o O3 se decompõe, durante o processo de fumigação do milho, em duas fases distintas: uma decomposição inicial e rápida devido à saturação dos sítios ativos, nos primeiros 70 min, seguido por uma decomposição mais lenta; os grãos de milho não apresentam alterações nas características fisiológicas depois da saturação com o gás ozônio; o coeficiente efetivo de difusão do ozônio através da massa de grãos de milho é de 1,29x10-2 cm2 s-1 e, para efeito de validação e comparação do resultado obtido, o coeficiente efetivo de difusão do ozônio em grãos de milho, calculado por meio do modelo teórico de Brokaw, é de 1,31x10-2 cm2 s-1 para porosidade previamente obtida de 0,40.